分布式電源并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響

劉星

【摘要】：目前，我國電力雖處于一個供大于求的狀態(tài)，但其電源結(jié)構(gòu)不是十分合理，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境、阻礙經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展以及影響電力系統(tǒng)安全可靠運行。如何最大限度的利用電力資源、有效提高供電系統(tǒng)可靠性一直是國家需要重點研究的內(nèi)容，其對電力系統(tǒng)前期的建設(shè)、中間的運行以及后期維護(hù)都會產(chǎn)生一定的影響。目前我國的供電方式大都是采用電源-輸電網(wǎng)-電網(wǎng)-用戶傳統(tǒng)供電方式，此技術(shù)已相對成熟，但其效率一般在28%～35%左右，對環(huán)境的污染嚴(yán)重，并仍無法完全滿足供電安全可靠靈活多樣等方面要求，我們需要從一些新理論、新技術(shù)方面尋求突破，分布式電源并網(wǎng)研究就是其中之一。因此研究分布式電源并網(wǎng)的方式、分析其對電網(wǎng)的影響具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】：分布式電源并網(wǎng)；電網(wǎng)；影響

1、導(dǎo)言

分布式發(fā)電具有節(jié)能、發(fā)電方式靈活、就地消納等特點，是集中供電模式的有益補充。并網(wǎng)運行是分布式供電較為常見的一種運行方式，對電網(wǎng)影響較大，需加強研究，減少負(fù)面影響，使其積極作用得到充分發(fā)揮。

2、分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)的含義

分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)主要是為了滿足用電用戶的需求，有效提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性。通常分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)需要與環(huán)境友好兼容且就近用戶，可以是所有用戶周圍環(huán)境友好型發(fā)電設(shè)備。再生能源和不可再生能源是分布式電源并網(wǎng)系統(tǒng)的主要能源類型，其中可再生能源并網(wǎng)系統(tǒng)可以對廢能進(jìn)行高效利用，進(jìn)而產(chǎn)生電和熱，例如利用廢熱、廢氣以及其他壓差發(fā)電來實現(xiàn)能源循環(huán)利用。

3、分布式電源并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響

3.1對繼電保護(hù)形式的影響

以我國目前的電網(wǎng)狀態(tài)分析，很大一部分電站以限時速斷為保護(hù)電網(wǎng)安全的方式。而相當(dāng)大比例的電站是單體放射結(jié)構(gòu)，缺乏傳輸方向。雖然這種成熟的保護(hù)方式能促使電網(wǎng)線路正常工作，但是新的發(fā)電系統(tǒng)并進(jìn)整個電網(wǎng)后，新的功率值會改變繼電保護(hù)的反映數(shù)值，一個誤讀就會導(dǎo)致電網(wǎng)運行事故的發(fā)生，更不用說并入主電路后分線路一旦出現(xiàn)故障，對于分布式電站系統(tǒng)的正常運行也產(chǎn)生不良反應(yīng)。

3.2對電網(wǎng)效益的影響

分布式電源的接入可能使電網(wǎng)的某些設(shè)備閑置或成為備用。如當(dāng)分布式電源運行時，與配電系統(tǒng)相連的配電變壓器和電纜線路常常因負(fù)荷小而輕載，導(dǎo)致配電系統(tǒng)部分設(shè)備成為相應(yīng)的分布式電源的備用設(shè)備，從而使電網(wǎng)的成本增加，效益下降。而分布式電源由于規(guī)劃布局不合理，中、低壓供電線路長、覆蓋面廣，線路及產(chǎn)品和設(shè)備陳舊、老化，并網(wǎng)計量方式不當(dāng)，裝置配置不合理，管理、監(jiān)督不利，易造成運行中損耗較大、經(jīng)濟(jì)效益低。

3.3對電能質(zhì)量的影響

隨著近些年來電力電子器件的快速發(fā)展，采用逆變器接入電網(wǎng)成為分布式電源接入電網(wǎng)的主要手段，相比傳統(tǒng)的通過同步發(fā)電機、異步發(fā)電機接入電網(wǎng)，采用逆變器入網(wǎng)方式的電力系統(tǒng)受浪涌傳播影響要大的多。分布式電源接入電網(wǎng)后，有可能改變原先系統(tǒng)潮流方向，使某些用戶電壓升高，也有可能影響電壓降落補償裝置的測量，使補償裝置補償電壓未達(dá)到目標(biāo)電壓要求，從而使電壓更低。那些由電力電子裝置接入電網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的諧波，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量，因此在安裝分布式電源裝置之前需要估算其產(chǎn)生的諧波多少，以安裝相應(yīng)的諧波過濾裝置，保證電能質(zhì)量。

3.4對調(diào)度實時運行、快速搶修業(yè)務(wù)的影響

增加電網(wǎng)調(diào)度與運行管理的復(fù)雜性.分布式光伏電站出力具有大的隨機性，而用戶自備分布式光伏電站一般皆根據(jù)用戶自身需要安排出力，調(diào)度運行合理安排電網(wǎng)運行方式、確定最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)運行結(jié)構(gòu)難度加大。同時，分布式光伏的接入會影響電網(wǎng)的施工與檢修維護(hù)工作。由于難以對“點多面廣”的分布式光伏進(jìn)行控制，且當(dāng)前面臨一個運行人員負(fù)責(zé)分布在不同地方的多個光伏電站運維情況，停電操作及時性難以保證，停電檢修難度增加，降低搶修業(yè)務(wù)處置效率。

4、相關(guān)建議及對策分析

4.1規(guī)范管理制度

完善管理制度，規(guī)范并網(wǎng)運行流程.為應(yīng)對分布式光伏并網(wǎng)后其波動性、間歇性對電網(wǎng)安全運行的不利影響、提高對分布式光伏電網(wǎng)的駕馭能力、服務(wù)規(guī)范好分布式光伏并網(wǎng)運行管理，需及時制定分布式光伏并網(wǎng)運行管理相關(guān)規(guī)定，對接入電網(wǎng)分布式光伏并網(wǎng)調(diào)度管理、運行管理、繼電保護(hù)及安全自動裝置管理、調(diào)度自動化管理、檢修管理等環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，加快分布式光伏并網(wǎng)步伐，推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。完善技術(shù)規(guī)定，提升分布式能源并網(wǎng)安全水平。對不同種類分布式光伏發(fā)電的技術(shù)原理、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等的研究和學(xué)習(xí)，制定分布式光伏接入電網(wǎng)繼電保護(hù)配置、制定相關(guān)可操作性強的技術(shù)規(guī)范等，為分布式光伏和電網(wǎng)安全運行提供技術(shù)支。

4.2控制電壓波動

操作者可調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器的分接頭，從而降低分布式光伏電源造成的電壓波動。但當(dāng)電網(wǎng)末端電壓存在越限狀態(tài)時，這一操作并不能達(dá)到有效處理程度。另外，若對有載調(diào)壓變壓器的抽頭頻繁調(diào)節(jié)，可能會影響到抽頭的運行壽命以及控制效果。相關(guān)研究者在數(shù)據(jù)計算中發(fā)現(xiàn)，要想降低變壓器抽頭的調(diào)節(jié)次數(shù)，可采用無功優(yōu)化運行方案，通過對光照及負(fù)荷強度的預(yù)測實現(xiàn)對最大功率點的反饋與跟蹤，達(dá)到對無功電源的優(yōu)化與協(xié)調(diào)。

4.3重視監(jiān)控并升級軟件

新技術(shù)的使用由于其并網(wǎng)的負(fù)面影響需要有效控制，所以有效的監(jiān)控環(huán)境是必不可少的。所接入的電網(wǎng)由于單體結(jié)構(gòu)較簡單，電網(wǎng)信息的收集也十分容易。但是分布式電站的接入使得電網(wǎng)變得復(fù)雜，問題出現(xiàn)的可能性增加。相應(yīng)地需要監(jiān)控的內(nèi)容也增加了不少，需要協(xié)調(diào)的情況也會變多。不僅是電網(wǎng)反映的信息復(fù)雜多變，而且由于電網(wǎng)的電流流向可能因為不同分布式電站的接入以及其電能的流向有進(jìn)有出，變?yōu)榱穗p向電流。這就使得電能的計量變得更加復(fù)雜，整個計量系統(tǒng)都需要改進(jìn)。

結(jié)論

總之，隨著分布式光伏并網(wǎng)數(shù)量的增加，分布式光伏并網(wǎng)對配網(wǎng)接線方式等的影響逐漸顯現(xiàn)，分析研究得出分布式光伏并網(wǎng)導(dǎo)致配網(wǎng)接線方式的復(fù)雜化，增加了電網(wǎng)運行調(diào)度指揮難度，不利于負(fù)荷準(zhǔn)確預(yù)測影響電網(wǎng)安全。應(yīng)從網(wǎng)源協(xié)同的角度出發(fā)，加強規(guī)劃引領(lǐng)、規(guī)范管理制度、借力科技創(chuàng)新、重視經(jīng)驗積累和開展試點探索，減少分布式光伏并網(wǎng)后的不利影響，從而實現(xiàn)分布式光伏項目和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

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